Брожение спиртовое молочнокислое уксуснокислое молочнокислые бактерии уксуснокислые бактерии егэ - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 38 1–20 | 21–38

Добавить в вариант

Установите соответствие между характеристиками и этапами энергетического обмена: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

А)  Образуется этиловый спирт и углекислый

газ.

Б)  Запасается более 30 молекул АТФ при

расщеплении одной молекулы глюкозы.

В)  Пировиноградная кислота распадается на

воду и углекислый газ.

Г)  Данный этап свойствен как анаэробным,

так и аэробным организмам.

Д)  Процесс протекает в митохондриях.

ЭТАПЫ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

ОБМЕНА

1)  бескислородный

2)  кислородный

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А	Б	В	Г	Д

Источник: ЕГЭ по биологии 2019. Досрочная волна

В процессе изготовления вина на ёмкость с брагой надевают сверху крышку с гидрозатвором, в конструкцию которого входит полая трубка, открывающаяся одним концом внутрь ёмкости, а другим наружу. Для чего используется данная деталь в конструкции гидрозатвора? Ответ поясните.

Дрожжи используют в хлебопечении:

1) как источник витаминов,

2) для обезвреживания вредных примесей,

3) для получения пористого, лёгкого хлеба и ускорения выпечки,

4) для более длительного хранения хлеба.

Какой из процессов относится к ассимиляции?

Какой из процессов относится к диссимиляции?

1) окислительное фосфорилирование

4) синтез липидов

Каково значение фотосинтеза в природе?

1)  обеспечивает организмы органическими веществами

2)  обогащает почву минеральными веществами

3)  способствует накоплению кислорода в атмосфере

4)  обогащает атмосферу парами воды

5)  обеспечивает всё живое на Земле энергией

6)  обогащает атмосферу молекулярным азотом

Источник: ЕГЭ по биологии 05.05.2014. Досрочная волна. Вариант 3.

Какие процессы обеспечивают постоянство газового состава атмосферы (кислорода, углекислого газа, азота)? Назовите не менее трёх процессов и поясните их.

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2015 по биологии

Какова роль симбиотических бактерий в организме человека?

Какой биохимический процесс происходит при квашении капусты? Почему квашеная капуста долго сохраняется без гниения?

Источник: ЕГЭ по биологии 14.06.2016. Основная волна. Вариант 16

Какие процессы обеспечивают постоянство газового состава атмосферы (кислорода, углекислого газа, азота)? Приведите не менее трёх процессов и поясните их.

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2017 по биологии, Демонстрационная версия ЕГЭ—2020 по биологии, Демонстрационная версия ЕГЭ—2018 по биологии

С какой целью при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий применяют дрожжевые грибы? Какой процесс при этом происходит?

Источник: Задания для школы экспертов. Биология. 2016 год. Часть 1.

Экспериментатор поместил дрожжи в ёмкость с подслащённой водой. Как изменились количество углеводов и белков в воде?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1)  уменьшилось

2)  не изменилось

3)  увеличилось

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Количество углеводов	Количество белков

Экспериментатор поместил дрожжи в ёмкость с подслащённой водой. Как изменились количество этанола и углекислого газа в воде?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1)  уменьшилось

2)  увеличилось

3)  не изменилось

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Количество этанола

Количество

углекислого газа

Экспериментатор внес в питательную среду, на которой выращивались дрожжи в анаэробных условиях, дополнительное количество глюкозы. Как изменится в питательной среде объем углекислого газа и количество клеток дрожжей?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1)  увеличилась

2)  уменьшилась

3)  не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Объем углекислого газа	Количество клеток дрожжей

Экспериментатор исследовал некоторые характеристики среды во время приготовления кефира. В ходе эксперимента он в молоко добавил закваску и оставил смесь при температуре 20 °C. Как в напитке при этом изменятся концентрация молочной кислоты и количество Lactobacillus?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1)  не изменится

2)  увеличится

3)  уменьшится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Концентрация молочной кислоты	Количество Lactobacillus

Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

Какие из перечисленных ниже признаков можно использовать для описания кислородного этапа клеточного дыхания?

1)  окислительное фосфорилирование

2)  окисление НАДН

3)  происходит в цитозоле

4)  образуется этанол

5)  выделяется углекислый газ

6)  образуется пировиноградная кислота

Экспериментатор решил изучить процесс работы мышц у домовой мыши (Mus musculs). Для этого он исследовал состояние мышц тренированных и нетренированных мышей, подвергая их одинаковым нагрузкам. Результаты эксперимента показаны на графике. Какой параметр был задан экспериментатором (независимая переменная), а какой параметр менялся в зависимости от заданного (зависимая переменная)? Как, согласно графику, влияет степень тренированности мышц на количество лактата (молочной кислоты), образующегося при их работе? Почему лактат (молочная кислота) образуется в мышцах при длительной нагрузке? Ответ поясните.

Источник: ЕГЭ по биологии 14.06.2022. Основная волна. Разные задачи

Как, согласно графику, влияет степень тренированности мышц на количество лактата (молочной кислоты), образующегося при их работе? Почему лактат (молочная кислота) образуется в мышцах при длительной нагрузке? Ответ поясните.

Показать

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая  — независимой (задаваемой)?Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*. С какой целью необходимо такой контроль ставить?

*Отрицательный контроль  — это экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию).

Всего: 38 1–20 | 21–38

Источник

Обмен веществ и превращения энергии — свойства живых организмов. Энергетический
и пластический обмен, их взаимосвязь. Стадии энергетического обмена. Брожение
и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые
и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих
бактерий на Земле

Обмен веществ и превращения энергии — свойства живых организмов

Клетку можно уподобить миниатюрной химической фабрике, на которой происходят сотни и тысячи химических реакций.

Обмен веществ — совокупность химических превращений, направленных на сохранение и самовоспроизведение биологических систем.

Он включает в себя поступление веществ в организм в процессе питания и дыхания, внутриклеточный обмен веществ, или метаболизм, а также выделение конечных продуктов обмена.

Обмен веществ неразрывно связан с процессами превращения одних видов энергии в другие. Например, в процессе фотосинтеза световая энергия запасается в виде энергии химических связей сложных органических молекул, а в процессе дыхания она высвобождается и расходуется на синтез новых молекул, механическую и осмотическую работу, рассеивается в виде тепла и т. д.

Протекание химических реакций в живых организмах обеспечивается благодаря биологическим катализаторам белковой природы — ферментам, или энзимам. Как и другие катализаторы, ферменты ускоряют протекание химических реакций в клетке в десятки и сотни тысяч раз, а иногда и вообще делают их возможными, но не изменяют при этом ни природы, ни свойств конечного продукта (продуктов) реакции и не изменяются сами. Ферменты могут быть как простыми, так и сложными белками, в состав которых, кроме белковой части, входит и небелковая — кофактор (кофермент). Примерами ферментов являются амилаза слюны, расщепляющая полисахариды при длительном пережевывании, и пепсин, обеспечивающий переваривание белков в желудке.

Ферменты отличаются от катализаторов небелковой природы высокой специфичностью действия, значительным увеличением с их помощью скорости реакции, а также возможностью регуляции действия за счет изменения условий протекания реакции либо взаимодействия с ними различных веществ. К тому же и условия, в которых протекает ферментный катализ, существенно отличаются от тех, при которых идет неферментный: оптимальной для функционирования ферментов в организме человека является температура $37°С$, давление должно быть близким к атмосферному, а $рН$ среды может существенно колебаться. Так, для амилазы необходима щелочная среда, а для пепсина — кислая.

Механизм действия ферментов заключается в снижении энергии активации веществ (субстратов), вступающих в реакцию, за счет образования промежуточных фермент-субстратных комплексов.

Энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь

Метаболизм складывается из двух одновременно протекающих в клетке процессов: пластического и энергетического обменов.

Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция) представляет собой совокупность реакций синтеза, которые идут с затратой энергии АТФ. В процессе пластического обмена синтезируются органические вещества, необходимые клетке. Примером реакций пластического обмена являются фотосинтез, биосинтез белка и репликация (самоудвоение) ДНК.

Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) — это совокупность реакций расщепления сложных веществ до более простых. В результате энергетического обмена выделяется энергия, запасаемая в виде АТФ. Наиболее важными процессами энергетического обмена являются дыхание и брожение.

Пластический и энергетический обмены неразрывно связаны, поскольку в процессе пластического обмена синтезируются органические вещества и для этого необходима энергия АТФ, а в процессе энергетического обмена органические вещества расщепляются и высвобождается энергия, которая затем будет израсходована на процессы синтеза.

Энергию организмы получают в процессе питания, а высвобождают ее и переводят в доступную форму в основном в процессе дыхания. По способу питания все организмы делятся на автотрофов и гетеротрофов. Автотрофы способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, а гетеротрофы используют исключительно готовые органические вещества.

Стадии энергетического обмена

Несмотря на всю сложность реакций энергетического обмена, его условно подразделяют на три этапа: подготовительный, анаэробный (бескислородный) и аэробный (кислородный).

На подготовительном этапе молекулы полисахаридов, липидов, белков, нуклеиновых кислот распадаются на более простые, например, глюкозу, глицерин и жирные кислоты, аминокислоты, нуклеотиды и др. Этот этап может протекать непосредственно в клетках либо в кишечнике, откуда расщепленные вещества доставляются с током крови.

Анаэробный этап энергетического обмена сопровождается дальнейшим расщеплением мономеров органических соединений до еще более простых промежуточных продуктов, например, пировиноградной кислоты, или пирувата. Он не требует присутствия кислорода, и для многих организмов, обитающих в иле болот или в кишечнике человека, является единственным способом получения энергии. Анаэробный этап энергетического обмена протекает в цитоплазме.

Бескислородному расщеплению могут подвергаться различные вещества, однако довольно часто субстратом реакций оказывается глюкоза. Процесс ее бескислородного расщепления называется гликолизом. При гликолизе молекула глюкозы теряет четыре атома водорода, т. е. окисляется, при этом образуются две молекулы пировиноградной кислоты, две молекулы АТФ и две молекулы восстановленного переносчика водорода $НАДН + Н^{+}$:

$С_6Н_{12}О_6 + 2Н_3РО_4 + 2АДФ + 2НАД → 2С_3Н_4О_3 + 2АТФ + 2НАДН + Н^{+} + 2Н_2О$.

Образование АТФ из АДФ происходит вследствие прямого переноса фосфат-аниона с предварительно фосфорилированного сахара и называется субстратным фосфорилированием.

Аэробный этап энергетического обмена может происходить только в присутствии кислорода, при этом промежуточные соединения, образовавшиеся в процессе бескислородного расщепления, окисляются до конечных продуктов (углекислого газа и воды) и выделяется большая часть энергии, запасенной в химических связях органических соединений. Она переходит в энергию макроэргических связей 36 молекул АТФ. Этот этап также называется тканевым дыханием. В случае отсутствия кислорода промежуточные соединения превращаются в другие органические вещества, и этот процесс называется брожением.

Дыхание

Механизм клеточного дыхания схематически изображен на рис.

Аэробное дыхание происходит в митохондриях, при этом пировиноградная кислота сначала утрачивает один атом углерода, что сопровождается синтезом одного восстановительного эквивалента $НАДН + Н^{+}$ и молекулы ацетилкофермента А (ацетил-КоА):

$С_3Н_4О_3 + НАД + Н~КоА → СН_3СО~КоА + НАДН + Н^{+} + СО_2↑$.

Ацетил-КоА в матриксе митохондрий вовлекается в цепь химических реакций, совокупность которых называется циклом Кребса (циклом трикарбоновых кислот, циклом лимонной кислоты). В ходе этих превращений образуется две молекулы АТФ, ацетил-КоА полностью окисляется до углекислого газа, а его ионы водорода и электроны присоединяются к переносчикам водорода $НАДН + Н^{+}$ и $ФАДН_2$. Переносчики транспортируют протоны водорода и электроны к внутренним мембранам митохондрий, образующим кристы. При помощи белков-переносчиков протоны водорода нагнетаются в межмембранное пространство, а электроны передаются по так называемой дыхательной цепи ферментов, расположенной на внутренней мембране митохондрий, и сбрасываются на атомы кислорода:

$O_2+2e^{-}→O_2^-$.

Следует отметить, что некоторые белки дыхательной цепи содержат железо и серу.

Из межмембранного пространства протоны водорода транспортируются обратно в матрикс митохондрий с помощью специальных ферментов — АТФ-синтаз, а выделяющаяся при этом энергия расходуется на синтез 34 молекул АТФ из каждой молекулы глюкозы. Этот процесс называется окислительным фосфорилированием. В матриксе митохондрий протоны водорода реагируют с радикалами кислорода с образованием воды:

$4H^{+}+O_2^-→2H_2O$.

Совокупность реакций кислородного дыхания может быть выражена следующим образом:

$2С_3Н_4О_3 + 6О_2 + 36Н_3РО_4 + 36АДФ → 6СО_2↑ + 38Н_2О + 36АТФ.$

Суммарное уравнение дыхания выглядит таким образом:

$С_6Н_{12}О_6 + 6О_2 + 38Н_3РО_4 + 38АДФ → 6СО_2↑ + 40Н_2О + 38АТФ.$

Брожение

В отсутствие кислорода или при его недостатке происходит брожение. Брожение является эволюционно более ранним способом получения энергии, чем дыхание, однако оно энергетически менее выгодно, поскольку в результате брожения образуются органические вещества, все еще богатые энергией. Различают несколько основных видов брожения: молочнокислое, спиртовое, уксуснокислое и др. Так, в скелетных мышцах в отсутствие кислорода в ходе брожения пировиноградная кислота восстанавливается до молочной кислоты, при этом образовавшиеся ранее восстановительные эквиваленты расходуются, и остаются всего две молекулы АТФ:

$2С_3Н_4О_3 + 2НАДН + Н^{+} → 2С_3Н_6О_3 + 2НАД$.

При брожении с помощью дрожжевых грибов пировиноградная кислота в присутствии кислорода превращается в этиловый спирт и оксид углерода (IV):

$С_3Н_4О_3 + НАДН + Н^{+} → С_2Н_5ОН + СО_2↑ + НАД^{+}$.

При брожении с помощью микроорганизмов из пировиноградной кислоты могут образоваться также уксусная, масляная, муравьиная кислоты и др.

АТФ, полученная в результате энергетического обмена, расходуется в клетке на различные виды работы: химическую, осмотическую, электрическую, механическую и регуляторную. Химическая работа заключается в биосинтезе белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и других жизненно важных соединений. К осмотической работе относят процессы поглощения клеткой и выведения из нее веществ, которые во внеклеточном пространстве находятся в концентрациях, больших, чем в самой клетке. Электрическая работа тесно взаимосвязана с осмотической, поскольку именно в результате перемещения заряженных частиц через мембраны формируется заряд мембраны и приобретаются свойства возбудимости и проводимости. Механическая работа сопряжена с движением веществ и структур внутри клетки, а также клетки в целом. К регуляторной работе относят все процессы, направленные на координацию процессов в клетке.

Источник

Брожение (биологическая сущность, процесс, вид и типы, особенности реакции)

Брожение – процесс

, который представляет собой совокупность окислительно-восстановительных реакций анаэробного расщепления органических субстанций (главным образом углеводов), с помощью которых микроскопические организмы получают необходимую им энергию.

Конечным акцептором отнятых от субстрата в процессе брожения электронов является легковосстановительные органические вещества.

Энергия, которая высвобождается при различных видах брожения

, аккумулируется преимущественно в макроэргических фосфатных связях (в основном в виде АТФ).

Кроме энергообразующей функции, реакции брожения выполняют роль поставщика различных метаболитов для анаболических и катаболических синтетических процессов, происходящих внутри клетки.

Получение энергии путем различных видов брожения (так называемый бродильный тип метаболизма) довольно часто встречается у грибов, бактерий, особенно дрожжей, а также простейших. Конечные продукты и пути ферментации и широко варьируют и обусловлены видом микроскопического организма, а также веществом (питательным субстратом) и условиями ферментации.

В зависимости от превалирующих или особо типичных продуктов выделяют:

спиртовой бродильный процесс, которое осуществляется мукоровыми грибами и дрожжами;
молочнокислый тип брожения — молочнокислыми бактериями;
маслянокислый тип бродильного процесса — клостридиями;
муравьинокислый тип брожения — энтеробактериями;
лимоннокислый тип брожения — грибами;
пропионовокислая реакция брожения — пропионовокислые бактериями
бутанол-ацетоновый вид брожения — клостридиями;
метановый вид брожения – особыми метановыми бактериями.

Биологическая суть реакции брожения была открыта в середине XIX в.

Луи Пастером, который определил брожения как «жизнь без кислорода».

Реакции на основе бродильного процесса

используют в промышленной микробиологии для получения самых разнообразных, часто ценных продуктов, необходимых народному хозяйству, ветеринарии и медицине: лимонной, уксусной, глюконовой кислот, этилового и других спиртов и других активных фармацевтических ингредиентов и аддитивных лекарственных веществ.

Пути образования пирувата из углеводорода

Образование пирувата из углеводородов происходит как серия последовательных реакций. Это катаболические реакции. Они являются общими, как для броженияБрожение – одна из основных форм катаболизма, представляющая собой окислитель…, так и для аэробного дыханияАэробное дыхание – основной процесс катаболизма (энергетического метаболизма)….

У микробов известно три пути образования пирувата из углеводородов:

Путь Эмбдена – Мейергофа – Парнаса, фруктозо-фосфатный или гликолиз. Сначала был обнаружен у дрожжей, в мышцах животных, впоследствии – у бактерийБактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр…. Он характерен для облигатных и факультативных анаэробовАнаэробы – это микроорганизмы, в том числе бактерии, энергетические процесс….
Окислительный пентозофосфатный, гексозофосфаиные или схема Варбурга – Диккенса – Хореккера. Он осуществляется у многих организмов, как у прокариот, так и у эукариот.
Путь Энтнера – Дудорова или КДФГ-путь (2-кето-З-дезокси-б-фосфоглюконат-путь). Он найдет только у отдельных групп микроорганизмов, в основном принадлежащих к анаэробным бактериямБактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр….

Виды брожения

В основе процессов распада безазотистых органических веществ лежат различные формы брожения, которые постоянно происходят в природе. Брожение – анаэробное дыхание, при котором микроорганизмы используют выделяющуюся энергию для своей жизнедеятельности.

Впервые биологическую природу брожения открыл в 60-х годах 19 в.гениальный французский ученый Луи Пастер. Пастеру удалось на примере молочнокислого, спиртового и маслянокислого брожения доказать, что эти процессы вызываются жизнедеятельностью микроорганизмов.

Спиртовое брожение

углеводов вызывают дрожжи (
Saccharomyces cerevisiae
), некоторые виды бактерий
(Sarcina ventriculi)
и отдельные представители мукоровых грибов рода
Mucor.
При спиртовом брожении молекула гексозы распадается на этанол и углекислый газ.

В ходе брожения образуется много промежуточных продуктов — гексозомонофосфат, фруктозодифосфат, фосфотриозы, фосфоглицериновая кислота, фосфопировиноградная кислота, пировиноградная кислота, уксусный альдегид и, наконец, этиловый спирт.

При содержании в сбраживаемом растворе более чем 30% сахара часть его остается неиспользованной, так как при этих условиях образуется до 15% спирта, а при такой концентрации спирт подавляет жизнедеятельность дрожжей.

Поэтому натуральные вина содержат не более 15% спирта. Главное преимущество чистых культур дрожжей заключается в том, что брожение виноградного сока протекает и заканчивается быстро, а отсутствие посторонней микрофлоры позволяет получать вина хорошего вкуса и аромата (с хорошим «букетом»). По окончании брожения молодое вино стабилизируют и дают ему созреть. Эти процессы занимают несколько месяцев, а при изготовлении высококачественных красных вин — даже несколько лет.

В течение первого года во многих красных винах происходит второе, спонтанное брожение — яблочно-молочнокислое, которое вызывается рядом молочнокислых бактерий (Prdiococcus, Leuconostoc).

В результате этого яблочная кислота винограда превращается в молочную кислоту и СО2, т. е. дикарбоновая кислота превращается в монокарбоновую, и кислотность вина уменьшается, оно становится высококачественным.

Уксуснокислое брожение

— биологический окислительный процесс, при котором с помощью уксуснокислых бактерий спирт окисляется в уксусную кислоту.

Если какую-либо жидкость, содержащую небольшое количество спирта (вино, пиво), оставить открытой, то в ней постепенно появляется уксусная кислота и кожистая пленка (уксусная матка) на поверхности. Уксуснокислые бактерии объединены в род Acetobacter,

содержащий ряд видов и подвидов. Этиловый спирт под влиянием уксуснокислых бактерий подвергается окислению, в результате которого вначале образуется уксусный альдегид, а затем — уксусная кислота.

При использовании специальных рас уксуснокислых бактерий максимальный выход уксуса достигает 14,5%. Уксуснокислые бактерии превращают ряд многоатомных спиртов в сахар. Одна из таких реакций используется для получения сорбозы из сорбитола. Сорбоза — промежуточный продукт синтеза аскорбиновой кислоты. Она применяется в качестве суспендирующего агента при изготовлении многих лекарственных препаратов. Уксуснокислые бактерии могут наносить вред в виноделии и пивоваренной промышленности, вызывая прокисание вина и пива.

Молочнокислое брожение

— широко распространенное биохимическое явление, давно известное на примере скисания молока.

Под влиянием молочнокислых бактерий (семейство Lactobacillaceae)

лактоза расщепляется на составляющие ее гексозы — глюкозу и галактозу, которые затем специфическими ферментами превращаются в молочную кислоту. Свертывание молока происходит вследствие того, что молочная кислота отщепляет кальций от казеина, белок превращается в параказеин и выпадает в осадок. Молочнокислые бактерии широко распространены в природе. Они обнаруживаются в молоке, воздухе, на коже, шерсти, в тонком и толстом кишечнике и представлены большим количеством видов палочковидных и кокковидных бактерий, различающихся не только по морфологии, но и физиологическим свойствам (по использованию различных источников углерода и азота).

Маслянокислое брожение

также широко встречается в природе.

Возбудитель маслянокислого брожения был открыт Л. Пастером. На примере маслянокислого брожения Л. Пастер разработал учение об анаэробах. Типичный представитель бактерий маслянокислого брожения — азотфиксирующий Clostridium pasteurianum.

Маслянокислые бактерии в больших количествах встречаются в почве, навозе, на растениях, в молоке, сыре.

Многие из них являются анаэробами и относятся к роду Clostridium.

Маслянокислое брожение — сложный биохимический процесс расщепления углеводов, в ряде случаев жиров и белков, на масляную кислоту, углекислоту и воду, при этом образуется много побочных продуктов — уксусная, молочная, пропионовая и другие кислоты.

Из числа других форм брожения чрезвычайно важным является брожение целлюлозы (клетчатки), в которой заложены огромные запасы углерода.

Разложение целлюлозы, которая в количественном отношении представляет один из основных компонентов растительных тканей, осуществляется главным образом высоко специализированными в отношении питания аэробными и анаэробными микроорганизмами.

Среди аэробных бактерий, расщепляющих целлюлозу, наиболее важны скользящие бактерии рода Cytjphaga.

Целлюлоза — единственное вещество, которое они могут использовать в качестве источника углерода. Цитофаги быстро растворяют и окисляют целлюлозу.

Брожение вина — это сложный процесс, совмещающий точную науку и истинное волшебство, превращение виноградного сока в вино. Конечно, брожение связано не только с вином.

Квашеные овощи, сыр, пышный хлеб, кисломолочные продукты — все это результат жизнедеятельности бактерий для брожения, которые одни органические соединения преобразуют в другие. Давайте разберемся, что же такое брожение и какие его виды применяются в виноделии.

Только в 60-х годах XIX столетия французский ученый Луи Пастер доказал, что брожение жидкости, содержащей сахаристые вещества, происходит оттого, что в ней поселяются, размножаются и живут особые организмы, которые были названы дрожжами или дрожжевыми грибками.

Они размножаются, питаются сахаром и другими веществами, создавая новый продукт, в нашем случае — вино.

При производстве сухих вин сахар должен выбродить практически полностью.

В винах Лефкадии, например, содержится менее 3 граммов сахара, а вот процент алкоголя составляет от 12,5% до 14,8%.

Научное название винных дрожжей — Saccharomyces ellipsoideus (или Saccharomyces cerevisiae). Но каждый вид дрожжей состоит из множества рас.

Каждая раса по-разному реагирует на присутствующие в виноградном сусле вещества и влияет на вино по-своему, как почва или расположение виноградника.

Поскольку дрожжи встречаются почти везде, где растет виноград, то почти в каждой местности, а иногда и в каждом винограднике, есть свои естественные культуры дрожжей. Более стабильные и предсказуемые дрожжевые культуры можно создать в лаборатории.

Спиртовое брожение

Попавшие в сок при благоприятных условиях, дрожжевые грибки начинают очень быстро размножаться. При этом сахар дрожжевые грибки превращают в спирт и углекислый газ, а когда питательная сахарная среда заканчивается, дрожжи умирают и оседают на дне.

Спиртовое брожение можно разделить на три этапа: забраживание (дрожжи приспосабливаются к условиям среды), бурное брожение (заняли весь объем сусла и перешли на анаэробный способ питания), тихое брожение (основной сахар переработан в спирт, дрожжи начинают умирать).

Это стационарный способ брожения, есть и доливной способ, когда вино добавляется постепенно.

Как проходит брожение на винодельне Лефкадии? Например, при ферментации для белого вина важен более тщательный контроль за температурой, чем при производстве красных вин, и требуется периодическое охлаждение сусла.

Для успешной работы винных дрожжей в белом вине необходимо поддерживать температуру в 20 градусов Цельсия.

Брожение на мезге

Отдельной категорией выделяют брожение на мезге. При нем нужно получить не только спирт, но и вывести из ягод красящие, ароматические и прочие вещества. В отличие от брожения виноградного сусла брожение на мезге заключается в сбраживании сусла красных, а в отдельных случаях белых сортов винограда вместе с мезгой с целью обогащения виноматериала ценными веществами, содержащимися в кожице, семенах и гребнях.

Для обеспечения достаточного экстрагирования фенольных, ароматических и других веществ не только из кожицы, но и из семян, брожение на мезге проводят при температуре 28-30 градусов при многократном перемешивании бродящей массы.

Классическую технологию производства красных вин с брожением на мезге на винодельне Лефкадии используют для производства всех красных вин.

Вино обладает бактерицидными свойствами, которые увеличиваются с увеличением концентрации спирта. Тем не менее, в вине могут развиваться бактерии, вызывающие яблочно-молочнокислое, лимонно-яблочнокислое, молочнокислое, маннитное, уксусное и другие виды брожения.

Почти все они приводят к заболеванию вин, за исключением яблочно-молочнокислого брожения, которое сопровождается понижением кислотности и сказывается благоприятно на некоторых винах.

Яблочно-молочнокислое брожение

На винодельне Лефкадии после привычного спиртового брожения начинается этап яблочно-молочнокислого брожения. Конечно, не всем винам это пойдет на пользу, для ЯМБ мы помещаем в новые бочки красную «Лефкадия Резерв» и «Лефкадия Каберне Совиньон», помогает такое брожение и другим красным винам, например, «Ликурии Шираз» и «Ликурии Каберне Фран».

У производителя всегда есть выбор: проводить яблочно-молочнокислое брожение или нет.

Решение зависит от сорта винограда, региона, желаемого результата, качества урожая и мировоззрения производителя. Это совершенно естественный процесс, в ходе которого молочнокислые бактерии перерабатывают содержащуюся в вине агрессивную яблочную кислоту в более мягкую молочную. Такой метод подходит для снижения общей кислотности красного вина, потому что танины плохо сочетаются с кислотами.

Температурный режим

В помещении также не должно быть сквозняка, а на содержимое бродильной ёмкости не должен попадать солнечный свет. Если винный материал бродит в стеклянной таре, то её необходимо укрыть тёмной тканью.

Если производство домашнего вина приходится на осенний период, то ёмкости с суслом лучше располагать в помещении, которое можно отапливать. Это позволит поддерживать необходимый тепловой режим вне зависимости от погодных условий.

Обычно это происходит в период бурного брожения. Поэтому важно постоянно контролировать температурный режим, чтобы не пропустить такую ситуацию. Если температура сусла увеличивается, необходимо его принудительно охлаждать. Для этого, если есть возможность, временно снижают температуру в помещении. Можно бродильную ёмкость поместить в таз с водой или укрывать тканью, смоченной в холодной воде.

Какими устройствами можно поддержать оптимальную температуру браги

Каких-то специализированных решений пока что нет, поэтому будем пользоваться смекалкой и опытом других самогонщиков. Ниже будут описаны три самых известных способа, которые помогут вам сохранить содержимое бродильной ёмкости в определенных условиях.

Аквариумный водонагреватель с терморегулятором

Только не смейтесь, он действительно эффективно работает. Выставляем необходимые градусы, опускаем на дно бродильной ёмкости и отслеживаем температуру самой браги. Она будет немного выше за счёт активных химических реакций, поэтому лучше уменьшить мощность на 2–3 градуса.

Цена от 300 до 1500 рублей. Можно заказать на АлиЭкпресс или купить в зоомагазине.

Электрогрелка для пояса

Принцип действия следующий: обматываем грелку вокруг бродильной ёмкости, выставляем необходимые градусы и включаем. В холодном помещении, может быть, она и не решит всей проблемы, но эффект от неё будет 100%.

Подогреваемый коврик

В данном случае бродильная ёмкость просто ставится на подогреваемое местечко и тепло идёт от пола. Учитывая то, что холод опускается, а тепло поднимается, нагревать жидкость снизу является очень правильным решением.

Размножение дрожжей

Определение количества дрожжевых клеток в таких объектах, как опара или тесто, представляет ряд методических трудностей. Поэтому хотя разработкой методик этого определения и занимался ряд исследователей, результаты подсчетов имеют все же приближенный характер.

Можно считать установленным, что чем меньше исходное содержание дрожжей в тесте, тем в большей мере происходит их размножение.

Так, установлено, что прирост количества дрожжевых клеток в тесте за 6 ч. брожения был следующий:

Количество добавляемых дрожжей, % к массе муки	0,5	1,0	1,5	2,0
Прирост дрожжевых клеток, %	88	58	49	29

Если учесть, что при содержании дрожжей в количестве 2% длительность брожения теста намного меньше 6 ч, то можно считать, что в тесте, содержащем по отношению к массе муки более 2% дрожжей, за обычные сроки брожения размножения дрожжей практически не происходит.

Следует отметить, что в 1 г прессованных дрожжей содержится обычно около 10 млрд дрожжевых клеток (по данным отдельных исследователей — от 7,9 до 20,2 млрд).

Исходя из этого, начальное содержание дрожжевых клеток в безопарном пшеничном тесте, содержащем 60% воды, 1,5% соли и 2% прессованных дрожжей (к массе муки), будет равно примерно 120 млн на 1 г теста.

Размножение дрожжевых клеток может быть ускорено обогащением питательной среды витаминами и отдельными минеральными солями, например хлористым аммонием и сернокислым кальцием. Незначительные добавки хлорида натрия также могут стимулировать размножение дрожжей.

Важность сжигания сахара при работе дрожжевых грибков

Замечено, что внутри каждого тельца дрожжевого грибка содержится жидкость, которая и названа дрожжевым соком. В этом соке содержатся особые вещества, прежде называвшиеся ферментами, а теперь называемые энзимами. Эти энзимы, действуя на сахар и другие углеводы, и производят то частичное сжигание их, о котором говорилось выше, выделяют тепло, необходимое для жизни дрожжей, и те вещества, которые нам желательны.

Таких энзимов уже в настоящее время изучено много видов, ибо у каждого вида грибков, бактерий и других организмов имеется свой собственный энзим. Так, у дрожжевых грибков, вызывающих спиртовое брожение, в соке содержится энзим, названный алкоголязой, который, действуя на сахар, содержащийся в фруктовом соке, превращает его в спирт и углекислый газ. Это превращение сахара в спирт и называется спиртовым брожением.

Кроме спиртового брожения, в фруктовом соке может возникнуть и брожение иного характера. Так, если в сок попадут бактерии и грибки, превращающие сахар в уксусную кислоту, то и происходит брожение уксуснокислое. Это брожение важно при производстве уксуса.

Молочнокислое брожение, при котором образуется молочная кислота, необходимо при заквашивании кормов, капусты, для квасоварения и др. Масляно-кислое брожение, при котором образуется масляная кислота, вызывает прогорклость коровьего масла, и др.

Источник

Жизнь некоторых организмов возможна в бескислородной среде. Такие организмы называются анаэробами. К анаэробам относятся многие бактерии, некоторые протисты, грибы (например, дрожжи) и животные (например, сосальщики, ленточные черви, аскариды). Большинство анаэробных организмов получает энергию, необходимую для жизнедеятельности, в процессе брожения.

Брожение — процесс анаэробного расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, происходящий под действием ферментов. Брожение может протекать и в клетках аэробных организмов в условиях дефицита кислорода.

На первом этапе брожения глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты (как и в процессе гликолиза). При этом образуется 2 молекулы НДД*Н+Н⁺ и 2 молекулы АТФ. Затем пировиноградная кислота превращается в молочную кислоту, этиловый спирт, уксусную кислоту или другие продукты (рис. 62). В зависимости от конечного продукта различают молочнокислое, спиртовое, уксуснокислое и другие виды брожения.

Термин s.брожение:/ был введен голландским алхимиком ван Гельмонтомв XVII в. для процессов, идущих с выделением газов. В XIX в. основоположник современной микробиологии Луи Пастер показал, что брожение является результатом жизнедеятельности микроорганизмов, и установил, что различные типы брожения вызываются разными группами микроорганизмов.

Молочнокислое брожение осуществляют молочнокислые бактерии. При этом типе брожения глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты (С3Н4О3), которая затем восстанавливается до м о л о ч н о й кислоты (С₃Н₆0₃).

Схематически молочнокислое брожение можно выразить следующими уравнениями:

1) С₆Н₁₂0₆ + 2НАД+ + 2ДДФ + 2Н₃Р0₄ — 2С₃Н₄0₃ + 2НАД-Н+Н+ + 2АТФ;

2) 2С₃Н₄0₃ + 2НАД-Н+Н+ — 2С₃Н₆0₃ + 2НАД+.

Суммарное уравнение молочнокислого брожения таково:

С₆Н₁₂0₆ + 2ДДФ + 2Н₃Р0₄ -»• 2С₃Н₆0₃ + 2АТФ.

Молочнокислое брожение осуществляется также в мышечных клетках человека и животных в условиях дефицита кислорода. Накопление молочной кислоты является одной из причин развития утомления мышц. С током крови молочная кислота поступает в печень и почки, где перерабатывается в глюкозу.

Спиртовое брожение вызывают дрожжи, а также некоторые анаэробные бактерии. Этот тип брожения наблюдается и в растительных клетках при отсутствии кислорода. При спиртовом брожении глюкоза расщепляется до ПВК, которая, в свою очередь, расщепляется с образованием этилового спирта (С₂Н₅ОН) и углекислого газа.

Вначале спиртовое брожение идет аналогично молочнокислому:

1) С₆Н₁₂0₆ + 2НДД⁺ + 2ДДФ + 2Н₃Р0₄ — 2С₃Н₄О_э + 2НДД-Н+Н++ 2АТФ.

2) Затем пировиноградная кислота расщепляется с образованием уксусного альдегида (СН₃СОН) и углекислого газа:

2С₃Н₄0₃ — 2СН₃СОН + 2СО».

3) Уксусный альдегид восстанавливается до этилового спирта за счет НДД-Н+Н⁺:

2СН₃СОН + 2НДД-Н+Н+ — 2С»Н₆ОН + 2НДД+.

Процесс спиртового брожения можно выразить общим уравнением:

С₆Н₁₂0₆ + 2ДДФ + 2Н₃Р0₄ -»• 2С₂Н₅ОН + 2С0₂ + 2АТФ.

Уксуснокислое брожение осуществляется уксуснокислыми бактериями. При таком типе брожения образуются уксусная кислота (СН₃СООН) и углекислый газ.

Первые два этапа уксуснокислого брожения протекают аналогично спиртовому:

1) С₆Н₁₂0₆ + 2НДД+ + 2ДДФ + 2Н₃Р0₄ — 2С₃Н₄0₃ + 2НДЦ-Н+Н+ + 2АТФ.

2) 2С₃Н₄0₃ — 2СН₃СОН + 2СО».

3) Завершающий этап идет с участием кислорода, который окисляет уксусный альдегид в уксусную кислоту:

2СН₃СОН + Оо — 2СН₃СООН.

При любом типе брожения не происходит полного окисления глюкозы, поэтому значительная часть энергии остается в конечных продуктах — молочной кислоте, этиловом спирте и др. Энергетический выход брожения — 2 молекулы АТФ (из расчета на одну молекулу глюкозы). Поэтому при расщеплении одинакового количества углеводов в ходе энергетического обмена анаэробы получают гораздо меньше энергии, чем аэробы.

Практическое значение брожения. Брожение известно людям с незапамятных времен. Тысячелетиями человек использовал спиртовое брожение для изготовления вина, а молочнокислое — для получения кисломолочных продуктов, изготовления сыров. В те времена люди не знали, что все эти процессы происходят с помощью микроорганизмов.

Процессы брожения находят широкое практическое применение и в настоящее время. Спиртовое брожение лежит в основе промышленного получения различных спиртов, прежде всего этилового, а также вина и пива. Использование дрожжей в хлебопечении связано с тем, что пузырьки углекислого газа, образующегося в процессе спиртового брожения, разрыхляют тесто, делая его пышным.

В разных частях света для получения спирта используют различные микроорганизмы. Например, в Европе чаще всего применяют дрожжи из рода Saccharomyces, в Южной Америке — бактерии Pseudomonas lindneri, в Азии — мукоровые грибы.

Уксуснокислое брожение лежит в основе получения пищевого уксуса. Молочнокислое брожение используется для получения различных кисломолочных продуктов, при солении и квашении овощей, силосовании кормов и т. д. Продуктом совместной деятельности молочнокислых бактерий и дрожжей является кефир. Известно множество национальных кисломолочных продуктов (кумыс, айран, йогурт и др.), для изготовления которых используют коровье, кобылье, верблюжье, овечье, козье молоко, а в качестве заквасок — естественно возникшие и сохраняемые комплексы молочнокислых бактерий и дрожжей.

Скисание сливок, необходимых для получения сливочного масла, вызывают бактерии рода стрептококк. Помимо молочной кислоты, некоторые из них образуют ацетон и диацетил, придающие сливочному маслу характерный запах и вкус. Субстратом при этом служит лимонная кислота, содержание которой в молоке достигает 1 г/л.

Также необходимо отметить, что процессы брожения играют важную роль в круговороте веществ в природе.

1. Что такое брожение? Может ли брожение протекать в клетках аэробных организмов?

2. Какие типы брожения вам известны? Назовите конечные продукты каждого типа брожения.

3. Охарактеризуйте практическое значение различных типов брожения. Чем обусловлено использование дрожжей в виноделии? В хлебопечении?

4. Известно, что при изготовлении вина в домашних условиях иногда вместо вина образуется продукт с высоким содержанием уксусной кислоты. Чем это можно объяснить?

5. Почему при брожении высвобождается меньше энергии, чем при клеточном дыхании?

6. В чем заключается сходство брожения и клеточного дыхания? Чем брожение отличается от клеточного дыхания?

7. Определите массу глюкозы, расщепленной молочнокислыми бактериями, если ими было образовано 135 г молочной кислоты. Какое максимальное количество АТФ (моль) могло синтезироваться в клетках молочнокислых бактерий?

8. Дрожжи утилизировали 90 г глюкозы, при этом часть глюкозы подверглась полному окислению, а другая часть была расщеплена в ходе спиртового брожения. В результате было образовано 61,6 г углекислого газа. Какое максимальное количество АТФ (моль) могло образоваться при этом в клетках дрожжей? Какая часть глюкозы (%) была расщеплена в ходе брожения?

Биология: учеб. для 10-го кл. учреждений общ. сред, образования с рус. яз. обуч. / Н. Д. Лисов [и др.]; под ред. Н. Д. Лисова. — 3-е изд., перераб. — Минск : Народная асвета, 2014. — 270 с.: ил.

Источник

Разбор варианта 12092 ЕГЭ биология 2021. Ответы.

Материал по биологии

Вопрос 1.

Брожение. Сравнение брожение и дыхания

Брожение – это метод получения энергии чаще всего без затрат кислорода. Процесс является древним и наиболее примитивным типом окисления веществ, при котором они разрушаются неполностью, а до определенных продуктов (например, при спиртовом брожении глюкоза разрушается не до углекислого газа и воды, а до этанола и углекислого газа). Продуктивность такого окисления очень низкая, сравним его с аэробным окислением глюкозы:

Разбор варианта 12092 ЕГЭ биология 2021. Ответы.

Сравнение брожения и дыхания

По приведенной таблице можно сделать вывод о том, что продуктивность аэробного окисления веществ (дыхания) почти в пятнадцать раз выше продуктивности анаэробного типа питания.

Существует множество типов брожения, рассмотрим наиболее популярные из них:

Спиртовое – осуществляется анаэробно дрожжами и некоторыми бактериями, при этом образуется этанол и углекислый газ. Процесс используется в пищевой промышленности для получения алкоголя и хлебопечении.
Молочнокислое – осуществляется анаэробно молочнокислыми бактериями (в производстве кефира, помимо бактерий, участвуют грибы). Процесс имеет большое биологическое и хозяйственное значение: используется при получении молочнокислой продукции, квашении овощей, является одним из процессов происходящем при производстве сливочного масла, кроме того, это процесс вызывает кариес на зубах, происходит в мышцах при интенсивных нагрузках.
Пропионовокислое – осуществляется аэротолерантными бактериями (как и молочнокислое брожение), не использующими кислород, но способными жить в кислородсодержащей среде. Основной продукт – пропановая (пропионовая) и уксусная кислота. Используется при дозревании сыров, содержится в кишечнике травоядных млекопитающих, в том числе и человека, пропионовокислые бактерии участвуют в образовании витамина B₁₂.
Уксуснокислое – осуществляется аэробными бактериями и уксусным грибом. Основной субстрат – спирт (скисание вина) и углеводы. Используются в производстве уксусной кислоты.

Обобщим изученные тип брожения в виде таблицы:

Вопрос 2.

Какие биологические науки нужно знать на ЕГЭ по биологии?

Наиболее распространенные биологические науки, встречающиеся в задании № 2 ЕГЭ:

Науки, изучающие растения, лишайники и грибы:

Альгология – наука, изучающая низшие растения – водоросли.
Биогеография – изучает распространение живых организмов.
Ботаника – наука о растениях в целом.
Бриология – изучает мхи.
Лихенология – наука, изучающая лишайники.
Микология – наука, изучающая грибы.

Науки, изучающие животных:

Зоология – наука, изучающая животных в целом.
Ихтиология – наука, занимающаяся изучением рыб.
Морфология – наука, изучающая чаще всего внешнее строение (существует и морфология растений).
Орнитология – наука, изучающая птиц.
Палеонтология – наука, изучающая ископаемые остатки животных.
Териология – наука, изучающая млекопитающих.
Энтомология – наука о насекомых.
Этология – наука, изучающая инстинктивное поведение животных.

Науки, изучающие человека и его здоровье:

Анатомия – наука, изучающая строение (существует не только анатомия человека, но и анатомия животных и растений).
Антропология – наука о происхождении и развитии человека.
Гистология – наука о тканях (не только человека, но и животных).
Иммунология – наука, изучающая реакцию организма на чужеродные белки и организмы.
Физиология – наука о процессах в живых организмах (является не только частью наук о человеке, но и о животных, растениях, грибах).

Науки, используемые в аграрной промышленности и в производстве различных веществ:

Агробиология – изучает повышение продуктивности культурных растений.
Биотехнология – использование живых организмов в производстве лекарств и другой продукции, выведение микроорганизмов с необходимыми свойствами.
Микробиология – наука изучающая микроскопические организмы.

Науки, изучающие закономерности наследственности и изменчивости человека и других живых организмов, селекцию организмов.

Генеалогия – изучение родословной.
Генетика – наука, изучающая закономерности наследственности организмов.
Селекция – наука, изучающая способы получения новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.

Науки, изучающие молекулярный и клеточный уровни жизни

Биохимия – наука о веществах, входящий в состав живых организмов, их превращениях и значении.
Цитология – наука о строении и жизнедеятельности клетки.

Вопрос 3

Наборы хромосом в клетках растений

Заросток – половое поколение папоротниковидных растений (гаметофит), содержит гаплоидный (половинный) набор хромосом в клетках, образуется при прорастании спор. Представлен пластинкой, похожей на слоевище водорослей, имеет только половые органы – антеридии и архегонии.

Листья являются частью спорофита – бесполого поколения. Они содержат диплоидный набор хромосом, спорофит образуется при оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом.

Таким образом, листья содержат в два раза больше хромосом, чем клетки заростка.

Для других заданий данной темы Вам подойдет следующая таблица:

Вопрос 4

Некоторые свойства ДНК

Основные понятия, используемые в задании:

Репликация – процесс самоудвоения ДНК, при котором образуются двухроматидные хромосомы, необходим для того, чтобы дочерние клетки после деления получили одинаковое количество ДНК.

Антипараллельность – соединение нуклеотидов разных цепей в противоположенном направлении. Две цепи ДНК противонаправлены: одна имеет направление 3’ – 5’, а другая 5’ – 3’.

Комплементарность – свойство молекул, при котором строение их взаимодействующих частей соответствуют друг другу как ключ соответствует замку или рука взаимодействует перчатке. Так, аденин соответствует тимину и урацилу, а цитозин – гуанину. Это свойство отражено во вторичной структуре ДНК, имеет большую роль при самоудвоении этой молекулы и при синтезе всех видов РНК на матрице ДНК.

Однозначность – одно из свойств генетического кода, а не молекул ДНК, проявляется в процессе синтеза белка. Означает, что любой выбранный триплет может кодировать только одну единственную аминокислоту.

Генетический код (иРНК)

Например, триплет УУУ кодирует аминокислоту фенилаланин (фен) и не может кодировать никакие другие аминокислоты.

Избыточность тоже является свойством генетического кода, она проявляется в возможности кодировки одной и той же аминокислоты кодироваться сразу несколькими триплетами, например, фенилаланин (фен) кодируется триплетами УУУ и УУЦ. Это свойство уменьшает вероятность изменения структуры белка из-за генных мутаций.

Полуконсервативность – свойство ДНК, проявляющееся при самоудвоении (репликации). Каждая новая копия ДНК получает одну цепь от исходной молекулы, а вторая цепь является новой, синтезированной на матрице материнской ДНК.

Вопрос 5

Сравнение транскрипции и трансляции

Сравнение транскрипции и трансляции у эукариот

Вопрос 6

Определение количества гамет по формуле

Количество разновидностей гамет можно определить по формуле:

Несколько примеров:

Вопрос 7

Прямое и непрямое развитие. Полный и неполный метаморфоз

Таблица «Животные с полным и неполным превращением»

Вопрос 8

Клетки, образованные митозом и мейозом

Путь образования различных клеток:

Вопрос 9

Сравнение нервной системы позвоночных животных, основные ароморфозы рыб, земноводных, рептилий, птиц, млекопитающих

Таблица «Основные ароморфозы хордовых»

Вопрос 10

Сравнение моховидных и папоротниковидных растений

Таблица «Сравнение мхов и папоротниковидных»

Вопрос 11

Установление верной последовательности систематических групп растений

Для успешного решения данного задания необходимо знать основные систематические таксоны и порядок их соподчинения:

Понятие «высшие растения» не является таксономической единицей, в эту группу объединяют все растения, имеющие органы и ткани.

После установления последовательности групп согласно приведенной схеме (эукариоты → высшие растения → покрытосеменные → двудольные) остаётся три однокоренные группы: фиалка, фиалковые, фиалка душистая.

Бинарное название (название, состоящее из двух слов) всегда относим к видовому названию, то есть к самому маленькому систематическому таксону.

Первое слово в бинарном названии является родовым, этот таксон имеет ранг выше видового (фиалка).

Оставшееся название (фиалковые) является названием семейства – еще более крупного систематического таксона.

Таким образом, верная последовательность будет следующей:

эукариоты → высшие растения → покрытосеменные → двудольные → фиалковые → фиалка → фиалка душистая.

Вопрос 12

Строение нефрона

Схема строения нефрона.

Нефрон – функциональная единица почки. Образован однослойным обменным эпителием, через который происходит фильтрация плазмы крови и образование первичной мочи. Эпителий образует капсулу нефрона и извитой каналец. В капсулу поступает артериальная кровь по приносящей артерии (артериоле), её диаметр больше диаметра выносящей артерии, что способствует нагнетанию давления в капиллярном клубке и стимулирует процесс ультрафильтрации (образования первичной мочи, содержащей полезные вещества). В извитом канальце происходит обратное всасывание большого количества воды и полезных веществ из первичной мочи обратно в кровь, при этом образуется вторичная моча.

Вопрос 13

Сравнение симпатической и парасимпатической нервной системы

Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы способствует восстановлению энергии во время отдыха.

Высший центр находится в стволе головного мозга и крестцовой части спинного мозга.

Главным нервом является блуждающий.

Медиатор – ацетилхолин, под его действием уменьшается ритм и сила сердечных сокращений, сужаются бронхи и зрачки, усиливается легочная вентиляция, усиливается секреция желудка и кишечника, поджелудочной железы.

Симпатический отдел вегетативной нервной системы отвечает за активную работу.

Его высшие центры находятся в боковых стволах верхней и средней части спинного мозга, есть дополнительное образование – солнечное сплетение.

Медиатором является норадреналин, под его действием увеличивается ритм и сила сердечных сокращений, происходит сужение сосудов, расширение бронхов и зрачка, снижение секреции желудка и кишечника, расслабление гладкой мускулатуры кишечника.

Таблица «Сравнение симпатической и парасимпатической нервной системы»

Вопрос 14

Обмен белков в организме человека

Пищеварение белков делится на несколько этапов:

1. Пищеварение в желудке

В желудке белки обрабатываются рядом химических веществ:

А) Соляной кислотой, которая способствует набуханию и гидролизу белков, активирует протеазы (ферменты, разрушающие пептидные связи в белках). Кроме того, соляная кислота убивает патогенные микроорганизмы, попавшие в желудок вместе с пищей.

Б) Фермент химозин (реннин) разрушает молочный белок (створаживает) до казеина.

В) Фермент пепсин разрушает казеин и другие белки до пептидов – молекул, состоящих и нескольких аминокислотных остатков.

2. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке

Двенадцатиперстная кишка является начальным отделом тонкого кишечника, в ней происходит наибольшее количество реакций разрушения крупных молекул до мономеров. Для нее характерно пристеночное пищеварение.

Основные процессы пищеварения происходят за счет ферментов панкреатического сока, которые поступают в двенадцатиперстную кишку из поджелудочной железы.

Пептиды, поступившие в двенадцатиперстную кишку, разрушаются ферментом трипсином до аминокислот.

3. Всасывание

Полученные мономеры большей частью всасываются следующими за двенадцатиперстной кишкой отделами тонкого кишечника.

Тонкий кишечник имеет множество ворсинок, в которые входят капилляры. Аминокислоты всасываются в венозные капилляры.

4. Дальнейшие превращения аминокислот

Аминокислоты по венам большого круга кровообращения транспортируются от кишечника к печени.

При избыточном потреблении белка образуется избыток аминокислот. Печень может преобразовывать ненужные аминокислоты в углеводы, для этого из аминокислот должен удаляться азот, который превращается в печени в мочевину и направляется на выделение почками.

Те аминокислоты, что прошли через «фильтр» печени направляются по кровеносному руслу в клетки, где из них производятся необходимые белки. Эти белки так же могут разрушаться в процессе жизнедеятельности клетки, при этом выделяется аммиак, который выбрасывается в кровь, достигает печени и тоже превращается в мочевину.

Вопрос 15

Физиологический критерий вида

Физиологический (физиолого-биохимический) критерий вида основан на различии белков и ДНК у разных видов, а также на отличиях в процессах жизнедеятельности.

К этому критерию могут относить:

Разное строение инсулина человека и обезьяны;

Способность накапливать и перерабатывать определенные вещества;

Наличие особенных ферментов;

Способность впадать в анабиоз;

Сроки беременности и количество детёнышей, количество вырабатываемых половых продуктов, гормонов и т. д.

Вопрос 16

Сравнение теории Ламарка, Дарвина и Четверикова

Таблица «Сравнение основных эволюционных учений»

Вопрос 17

Какие организмы могут называться консументами?

Продуценты – организмы, образующие первичную продукцию за счет фотосинтеза (растения, цианобакетрии или сине-зеленые водоросли).

Консументы – гетеротрофы, усваивающие органические вещества других живых организмов: травоядные, хищники, паразиты.

Редуценты – гетеротрофы, употребляющие органические вещества трупов или любые органические вещества, на данный момент не принадлежащие живому организму (хлеб, молоко). К таковым относят: почвенные грибы и бактерии, бактерии гниения, непаразитические грибы в целом (сапротрофные организмы).

Вопрос 18

Сравнение степи и тундры

Лишайники – симбиотические организмы, способные жить практически в любых условиях. Они способны жить и в степи, и в условиях тундры, однако в тундре их количество будет значительно выше, так как конкуренция с покрытосеменными в этом биоме значительно ниже.

Степи отличаются сухостью и образуются в зонах с высокими температурами летом, поэтому болота для них не характерны.

В летний период в тундре происходит таяние снега и влажность увеличивается, в степи же наоборот – лето жаркое, испарение сильное, влажность быстро снижается.

Длительный вегетативный период в степи делает её более пригодной для однодольных растений, которые преимущественно являются травами.

Ящерицы и змеи – хладнокровные животные, их обмен веществ эффективнее в теплых зонах.

Олени, песцы и зайцы-беляки – типичные жители холодных климатических зон.

Вопрос 19

Последовательности усложнения растений

Последовательность усложнения (не эволюции, а именно усложнения!)растительных организмов можно выразить следующим списком (начиная с самых простых, заканчивая самыми сложными):

Одноклеточные зеленые водоросли (хламидомонада, хлорелла, хлорококк, плеврококк, зоохлорелла);
Колониальные водоросли (вольвокс, пандорина, эвдорина, гониум).
Многоклеточные зеленые водоросли (спирогира, улотрикс, ульва).
Многоклеточные бурые водоросли (фукус, ламинария или морская капуста, цистозейра).
Вымершие риниофиты (риния, куксония), вымершие псилофиты.
Плауны
Хвощи
Папоротники
Голосеменные (ель, сосна, лиственница, можжевельник).
Двудольные покрытосеменные
Однодольные покрытосеменные

Вопрос 20

Решение задания на типы желез и гормоны

Таблица «Классификация желез»

Таблица «Некоторые гормоны желез эндокринной системы»

Вопрос 21

Анализ таблицы «Число аминокислотных замен в цитохроме с разных организмов по сравнению с цитохромом с человека»

В таблице приведено количество аминокислотных замен в цитохроме с относительно человека. У лягушки и карпа одинаковое количество замен относительно человеческого цитохрома, но это не означает, что сами замененные аминокислоты были одинаковыми у этих животных.

У человека и обезьяны цитохром отличается на одну аминокислоту, значит, они имеют достаточно сходное строение.

Среди представленных в таблице животных цитохром с наиболее отличается от человеческого у шелкопряда (растения и дрожжи не учитываем, это не животные!).

Цитохром с дрожжей отличается от человеческого на 45 аминокислотных замен. Говорит ли это об усложнении? Нет, этот факт отражает только количество замен.

Данная таблица не сравнивает эволюционное сходство, мы не можем данную информацию получить, руководствуясь только материалами этого задания, поэтому данный пункт не подходит.

Вопрос 22

Решение задания о дыхательном центре продолговатого мозга

1) Дыхательный центр контролирует работу диафрагмы.

2) Наружные и внутренние межреберные мышцы.

Вопрос 23

Решение задания с рисунком делящихся клеток

1) Клетки образовательной ткани (меристемы).

2) Клетки мелкие, недифференцированные. Ядро крупное, много маленьких вакуолей. Виден процесс деления.

3) Верхушечная меристема – кончик корня и конус нарастания в почках, камбий.

Вопрос 24

Решение задания с текстом о сосудах

Ошибки допущены в предложениях:

4) Стенку капилляра образует однослойный эпителий, в отличие от артерий и вен, они не имеют мышечного слоя;

5) Газообмен происходит только в капиллярах;

7) Давление в капиллярах выше, чем в венах.

Вопрос 25

Аммиак, его превращение в мочевину. Адаптация к пресной и солёной воде

1) Аммиак – продукт распада белка (аминокислот) и некоторых других соединений, содержащих азот (например, нуклеиновых кислот), для организма это вещество опасно и должно быть выведено;

2) Пресноводные и морские рыбы адаптированы к той среде обитания, в которой живут. Так в организм пресноводной рыбы, из-за низкой солёности среды, постоянно поступает излишек воды, от которого нужно избавляться. Что и происходит, в большей степени, через жабры. Вместе с этой водой выделяется и аммиак (он хорошо растворяется в воде) без затрат энергии на его преобразование в мочевину. Таким образом, воду в пресноводных водоёмах экономить не нужно и образующийся ядовитый аммиак быстро выводится.

3) У морской воды солёность выше, вода из клеток рыбы стремится в окружающую среду по закону осмотического давления. В таких условиях особенно важна экономия воды, поэтому выделение происходит через почки, а не через жабры, вещества крови фильтруются печенью, в ней аммиак превращается в мочевину и задерживается в кровеносном русле для повышения солёности крови и уменьшения разницы концентраций внутренней и окружающей среды.

Вопрос 26

Адаптации многопера к среде обитания

1) В тропических водах большая температура, кислород легче растворяется в холодных водах, чем в тёплых;

2) В теплых пресных водах активно происходит гниение, уменьшающее количество кислорода в воде;

3) В таких условиях, рыба, дышащая только жабрами, страдает от гипоксии, поэтому образуется приспособление к получению дополнительного кислорода из атмосферного воздуха – примитивное лёгкое;

4) Появление у современного вида дыхания, сходного с древними, вымершими рыбами, вероятнее всего является результатом конвергенции.

Вопрос 27

Решение задачи по цитологии

1) Сперматоцит I порядка образуется в фазе роста при самоудвоении ДНК, количество хромосом при этом не изменяется, но они становятся двухроматидными;

2) Набор в фазе роста – 2n4c, в клетке лягушки образуется сперматоцит I порядка с набором 26 хромосом, 52 ДНК;

3) Сперматоцит II порядка образуется в фазе созревания, в результате редукционного деления мейоза, при котором хромосомы из гомологичных пар попадают в разные клетки. Каждый образованный сперматоцит II порядка содержит одну двухроматидную хромосому из гомологичной пары.

4) Набор после первого деления мейоза – n2c, сперматоцит лягушки II порядка содержит 13 хромосом и 26 молекул ДНК.

Вопрос 28

Решение генетической задачи

1) Обе мыши, между которыми проводили скрещивание, дигетерозиготные, так как у черных особей появляется серое потомство, при том, что черная окраска шерсти – доминантный признак; Второй признак имеет промежуточных характер наследования, поэтому BB – длинный хвост, Bb – средней длины хвост, bb – короткий хвост.

Фенотипы F₁:

A_BB – чёрная шерсть, длинный хвост.

A_Bb – чёрная шерсть, средний хвост.

aaBb – серая шерсть, средний хвост.

aaBB – серая шерсть, длинный хвост.

2) Так как в потомстве не появляется ожидаемых особей с короткими хвостами, делаем вывод о том, что в гомозиготном рецессивном состоянии (bb) этот ген является летальным.

Так как в потомстве появились мыши с разными сочетаниями генов окраски шерсти и длины хвоста, то можно сделать вывод о том, что данные гены находятся в разных парах гомологичных хромосом и наследуются независимо (соблюдается III закон Менделя или Закон независимого наследования).

3) Второй скрещивание:

Возвратное скрещивание производится между особями первого поколения и родительской особью:

1 AaBB – черная шерсть, длинный хвост.

2 AaBb – черная шерсть, хвост средней длины.

1 aaBB – серая шерсть, длинный хвост.

2 aaBb – серая шерсть, хвост средней длины.

Соотношение по генотипу и фенотипу совпадают.

Источник

Молочнокислое
брожение – это
процесс преобразования сахара в молочную
кислоту в результате жизнедеятельности
молочнокислых бактерий.

Молочнокислое
брожение играет определяющую роль при
производстве простокваши, кумыса,
кефира, сметаны, при квашении капусты,
огурцов, силосовании сочных растительных
кормов. Очень важна его роль при
изготовлении жидких дрожжей, заквасок,
кваса. Важным техническим продуктом
является сама молочная кислота, широко
применяемая при производстве фруктовых
соков, консервов в кондитерской,
кожевенной, текстильной и других отраслях
промышленности.

Типы молочнокислого брожения

1. Типичное
(гомоферментативное) — в
процессе молочнокислого брожения
образуется только молочная кислота.

2. Нетипичное
(гетероферментативное) –
в процессе молочнокислого брожения
наряду с молочной кислотой образуются
еще и другие продукты (уксусная кислота,
этиловый спирт, углекислый газ и др.).

Возбудители молочнокислого брожения

Для всех молочнокислых
бактерий (как для шарообразных, так и
для палочкоподобных) общими являются
такие признаки:

Неподвижность
Не образуют спор
Факультативные
анаэробы
Продукт обмена –
молочная кислота
Мезофиллы
Широко распространены
в природе (в молоке, на растениях, на
поверхности плодов и овощей, в воздухе,
в кишечнике животных и людей).

Важнейшие представители типичных молочнокислых бактерий и их использование

Молочнокислый
стрептококк – всегда
присутствуют в молоке и вызывают
самоскисание;
Сливочная палочка
– используют
при производстве сметаны и масла;
Болгарская
палочка –
используют при производстве йогуртов
и кумыса;
Ацидофильная
палочка –
продуцирует антибиотические вещества.
Используют для производства ацидофильных
кисломолочных продуктов, биопрепаратов
для лечения и профилактики желудочно-кишечных
заболеваний человека и животных.
Сырная палочка
– используется
при производстве сыров;
Дельбрюковская
палочка –
используют для получения молочной
кислоты из сахара, а также при выпечке
ржаного хлеба;
Молочнокислая
палочка –
основной возбудитель брожения при
квашении овощей и фруктов, а также при
силосовании кормов.

Важнейшие представители нетипичных молочнокислых бактерий и их использование

Ароматобразующие
молочнокислые стрептококки –
предают особый аромат сливочному маслу;
Лейконостоки –
используются в комбинированных заквасках
с целью ароматизации продукта. Некоторые
виды Лейконостоков являются активными
слизеобразователями и вызывают порчу
продуктов (молока, вина, пива и
безалкогольных напитков).

3. Пропионовокислое брожение

Пропионовокислое
брожение – это
процесс преобразования сахара или
молочной кислоты и ее солей в пропионовую
и уксусную кислоты, углекислый газ и
воду в результате жизнедеятельности
пропионовокислых бактерий.

Пропионовокислые,
или пропионовые, бактерии были впервые
выделены из сыров в 1878 г. Фитцем, а
сыроделие
– самая древняя биотехнология,
использующая эти бактерии. Пропионовокислые
бактерии давно уже используются при
изготовлении твердых сычужных сыров
(Советский, Швейцарский, Алтайский).
Пропионовые бактерии из лактозы
синтезируют пропионовую, уксусную
кислоту (предают сыру острый вкус и
специфический запах) и выделяют
углекислоту, которая в значительной
степени обусловливает рисунок сыра.

Возбудители
пропионовокислого брожения пропионовокислые
бактерии –
это короткие, не образующие спор,
неподвижные, факультативные анаэробы,
мезофиллы (оптимальная температура их
развития 30-35 С).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник